“Transmisión de potencia mecánica por correas” 67.12 Mecanismos B “Transmisión de potencia mecánica por correas” Trabajo Práctico

Agenda Introducción Máquina Útil y Variador mecánico. Aplicaciones. Proyectos de máquina. Trabajo Práctico Nº 1: “ Transmisión de potencia mecánica por Correas ” Dimensionamiento de elementos de la transmisión. Cálculo de parámetros dinámicos.

Introducción Accionamiento de Maquina útil TRABAJO N2 = f ( w2 , Mt2) N1 = f ( w1 , Mt1) Variador mecánico ENERGIA MECANICA Máquina Útil TAMBOR MEZCLADOR TRANSPORTADOR DE TORNILLO SIN FIN Objeto de los TPs: VARIADOR MECÁNICO

Introducción Variador Mecánico Podemos emplear: CORREAS ENGRANES CADENAS Como reductores o multiplicadores de velocidad Nos ocuparemos de un: Reductor de Velocidad y multiplicador de momento Torsor w1 > w2 Mt2 > Mt1 Dos etapas 1º: transmisión por CORREAS 2º: transmisión por ENGRANES

Agenda Introducción Máquina Útil y Variador mecánico. Aplicaciones. Proyectos de máquina. Trabajo Práctico Nº 1: “ Transmisión de potencia mecánica por Correas ” Dimensionamiento de elementos de la transmisión. Cálculo de parámetros dinámicos y cinemáticos.

Aplicaciones Transmisión de correas ELEMENTOS CONSTIRUYENTES DE LA TRANSMISIÓN Polea Correas Polea

POLEA MOTORA Llanta Cubo o maza Alma Dispositivo de fijación Transmisión de potencia mecánica por correas Elementos del mecanismo POLEA MOTORA Llanta Cubo o maza Alma Dispositivo de fijación (buje cónico) Bulones de fijación Canal para la correa Referencia: Catalogo TB Wood’s 7

“Transmisión de potencia por fricción” Transmisión de potencia mecánica por correas Elementos del mecanismo CORREAS Correas Planas “Transmisión de potencia por fricción” Principales Ventajas: - Excelente desempeño en altas velocidades - Adaptable a ejes verticales o no paralelos. - Admite menor distancia entre ejes, poleas menores y más estrechas permitiendo motores más veloces o transmisiones más pequeñas. Tejido Cuero Poliamida Poliamida Cuero Cuero Tejido Caucho Poliamida Poliamida Caucho Caucho 8

“Transmisión de potencia por combinación de fricción y acuñamiento” Transmisión de potencia mecánica por correas Elementos del mecanismo CORREAS “Transmisión de potencia por combinación de fricción y acuñamiento” Correas Trapezoidales Trapezoidal clásica Trapezoidal nervurada Gracias a la reducción de la fatiga tiene una mayor duración. Permite que se adapte a diámetros más pequeños Prácticamente triplica la fuerza de aplicación respecto a una correa plana Fuente: SIT S.A. 9

Contacto correcto en los flancos Transmisión de potencia mecánica por correas Elementos del mecanismo Contacto ENTRE CORREAS y POLEAS “Transmisión de potencia por combinación de fricción y acuñamiento” Correas Trapezoidales Contacto correcto en los flancos Contacto ineficiente 10

Transmisión de potencia mecánica por correas Elementos del mecanismo Otras secciones Estriada o multi V Hexagonal Uniformidad de contacto y carga sobre las diferentes bandas de la correa. Permite optimizar el volumen ocupado Las vibraciones son limitadas y las holguras inexistentes para facilitar los arrastres con caras de rotación alternas sobre poleas trapezoidales. Fuente: SIT S.A. 11

Aplicaciones Reductor de velocidad Polea conducida Muñón del árbol Vinculo del árbol Correa Polea motora

Aplicaciones Reductor de velocidad Polea conducida Vinculo Correa Motor

Aplicaciones Reductor de velocidad Polea conducida Correa Motor Muñón del árbol en voladizo Polea motora

Aplicaciones Compresor alternativo

Aplicaciones Taladro de banco

Aplicaciones “Chimango” Motor y reductor de velocidad por correas

Aplicaciones Trituradora de mandíbulas

Transmisión de potencia mecánica por correas Relación De Transmisión Rp2 Radio primitivo polea conducida de m = ----- --------------------------------------------- TRANSMISIÓN Rp1 Radio primitivo polea motora 19

Aplicaciones Motor de combustión Interna Correa de distribución: CORREA DENTADA

Aplicaciones Motor de combustión Interna Correa de distribución de sistemas auxiliares: CORREA PLANA

Aplicaciones Motor de combustión Interna

Agenda Introducción Máquina Útil y Variador mecánico. Aplicaciones. Proyectos de máquina. Trabajo Práctico Nº 1: “ Transmisión de potencia mecánica por Correas ” Dimensionamiento de elementos de la transmisión. Cálculo de parámetros dinámicos y cinemáticos.

Introducción Proyecto de Máquina ω [rad/s] Nr: Potencia Requerida Nu: Potencia Útil Material d [m] Tambor Mezclador CM Pérdidas de energía a través de Calor Ruido P [N] Nu = P * d * ω [W] Potencia Útil Nr > Nu η = Nu / Nr (<1) η = π ηi Nr = Nu / η

Introducción Proyecto de Máquina Cojinete intermedio Para el TP Tapa de canal Tornillo sin fin Canal o carcasa Cojinete externo Nu = ???

Introducción Proyecto de Máquina Variaciones D Parametro Mat. Pesado Mat. Liviano Paso “t” 0,5 * D D Velocidad (rpm) 50 150 Ánglo (°) 5 10 15 20 30 k 1 0,9 0,8 0,7 0,65 0,6 Material Pe [Tn/m3] Características Co Lambda Arcilla 1,7 Pesado - abrasivo 4 0,12 cemento 1,2 arena 1,5 yeso 1,25 Antracita Pesado - poco abrasivo 2,5 0,25 Polímero granulado 1 Centeno 0,8 Carbón pellet Carbón polvo 0,6 Liviano - poco abrasiv 1,6 0,32 Heno 0,17 Leña trozos 0,4

Agenda Introducción Máquina Útil y Variador mecánico. Aplicaciones. Proyectos de máquina. Trabajo Práctico Nº 1: “ Transmisión de potencia mecánica por Correas ” Dimensionamiento de elementos de la transmisión. Cálculo de parámetros dinámicos y cinemáticos.

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Objetivo Dimensionar y seleccionar los componentes de un sistema de transmisión de potencia mecánica por correas, determinando los parámetros dinámicos que caracterizan el funcionamiento en regímen. Radios Separación entre centros D A T O S Poleas ω1 [rad/s] N [kW] m “dimensionar” Sección Largo Cantidad Correas Esfuerzos (Ft , F1, F2, To, etc) Fricción de trabajo (fa) Cargas flexionantes (Qx , Qy) Ciclo de esfuerzos (F vs. t) Parámetros Dinámicos “estimar”

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Determinación de la potencia de selección o de diseño (Ns). Decimos que el mero dato de la potencia a transmitir no constituye una información suficiente para describir las condiciones de trabajo de la transmisión, las cuales, para una misma potencia a transmitir, pueden ser muy variables según sea el número de horas de funcionamiento, frecuencia de arranques y paradas, tipo de arranque del motor de accionamiento, etc.   Los datos proporcionados por los fabricantes de correas para su selección tienen en cuenta un valor de potencia y determinadas condiciones de funcionamiento, las cuales, en general,no coinciden con las del caso analizado. El objeto de multiplicar a la potencia nominal por un factor de servicio empírico, obtenido en función de dichas condiciones de funcionamiento, consiste en cuantificar el conjunto (potencia nominal + condiciones de trabajo), obteniendo un valor de potencia representativo a los efectos del empleo de los datos y proceso de selección dado por los fabricantes de las correas. Ns = fs * Cd * N

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Sección transversal de la correa: Super HC V-Belts. n (rpm) Decimos que el mero dato de la potencia a transmitir no constituye una información suficiente para describir las condiciones de trabajo de la transmisión, las cuales, para una misma potencia a transmitir, pueden ser muy variables según sea el número de horas de funcionamiento, frecuencia de arranques y paradas, tipo de arranque del motor de accionamiento, etc.   Los datos proporcionados por los fabricantes de correas para su selección tienen en cuenta un valor de potencia y determinadas condiciones de funcionamiento, las cuales, en general,no coinciden con las del caso analizado. El objeto de multiplicar a la potencia nominal por un factor de servicio empírico, obtenido en función de dichas condiciones de funcionamiento, consiste en cuantificar el conjunto (potencia nominal + condiciones de trabajo), obteniendo un valor de potencia representativo a los efectos del empleo de los datos y proceso de selección dado por los fabricantes de las correas. N (HP)

Velocidad del motor (rpm) 60Hz *50Hz Potencia del motor (HP) Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Radio primitivo (Rp) polea motora Diámetro mínimo recomendado para correas tipo Super HC Sección 3V 5V 8V Diámetro exterior (In) 2,65 5,7 12,5 Factor "2*a" (In) 0,05 0,1 0,2 2*a: diferencia entre diámetro primitivo y exterior Diámetros exteriores mínimos recomendados para poleas montadas sobre motores eléctricos de CA (In). Velocidad del motor (rpm) 60Hz *50Hz Potencia del motor (HP) 575 690 870 1160 1750 3450 485* 575* 725* 950* 1425* 2850* 1⁄2 — 2.2 3⁄4 2.4 1 3.0 2.5 11⁄2 2 3.8 3 4.5 5 Fuente: NEMA - National Electric Manufacturers Association. N (HP) n (rpm)

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Tabla de relaciones para correas Super Hc

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Determinación de la distancia entre centros “C”

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Tabla de relaciones para correas Super Hc

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Tabla de relaciones para correas Super Hc Códigos de colores para el factor de corrección por longitud de correa: fc Qs = Ns / Nc (entero inmediato superior) Verificación del límite máximo de velocidad tangencial Vt = Rp1 * ω1 = Rp2 * ω2 Vt < 32 m / seg

Tabla de Poleas y bujes

Tabla de Poleas y bujes

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Número de correas: Qs = N selección / N transmisible (<6) Cálculo de… Carga tangencial máxima (Ptmx) Pendientes de las 2 rectas de fricción Esfuerzo T2mn (r.c), T1mx (r.m.) y T0mn (montura) Fricción de trabajo en las poleas (fa1 y fa2) Cargas flexionantes Qx y Qy Trazado del diagrama de esfuerzos

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Esquemas (hoja normaliza IRAM tamaño A4 / A3) De la Instalación: Línea de centros a 30º respecto a la horizontal. Polea motora en vértice inferior derecho. Indicar sentidos de rotación. Marcar ramal motor (T1) y conducido (T2). Direcciones y sentidos de Qx y Qy en ambas poleas.

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Esquemas (hoja normaliza IRAM tamaño A4 / A3) b) Sección transversal de la llanta

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Cálculo de los esfuerzos: Medio (Tm) Tm = (T1mx + T2mn) / 2 Alternativo (Ta) Ta = (T1mx - T2mn) / 2

Transmisión de potencia mecánica por correas Trabajo Práctico Trazado de un diagrama T vs. t para una sección Contacto con polea motora (t1) [N] T1 - T2 - Tiempo [ms] Contacto con polea conducida (t2) Por la configuración de la instalación siempre t2 > t1

¿Preguntas? Se espera… Conceptualizar aspectos generales de diseño y geométricos. Lograr una inducción a la amplia variedad de casos en los que se aplican las transmisiones de potencia mecánica por correas. Estudiar el procedimiento y los criterios de cálculo más relevantes en el dimensionamiento de una instalación. Adquirir nociones de ordenes de magnitud de las variables físicas involucradas (longitudes, diámetros, esfuerzos, etc.). Entendimiento del funcionamiento del sistema y los parámetros dinámicos más importantes involucrados.